Raman-Wellenlängenkonverter
Raman-Spektroskopie ist eine leistungsstarke analytische Technik zur Identifizierung von Molekülstrukturen und Charakterisierung von Materialien anhand ihrer einzigartigen Schwingungs-Fingerabdrücke. Raman-Spektren werden typischerweise als Raman-shift (cm⁻¹) dargestellt, welcher die Energiedifferenz zwischen dem Anregungslaser und dem gestreuten Licht darstellt.
Obwohl der Raman-shift in derselben Einheit wie die Wellenzahlskala in der Infrarot(IR)-Spektroskopie ausgedrückt wird, sind die beiden Größen nicht identisch. IR-Spektren werden gegen die absolute Wellenzahl des absorbierten Lichts aufgetragen, während Raman-Spektren relativ zur Anregungslaserwellenlänge dargestellt werden. Dies macht den Raman-shift zu einer praktischen Methode, um Spektren zu vergleichen, die mit unterschiedlichen Laserwellenlängen aufgenommen wurden.
Verwenden Sie den nachstehenden Raman-shift-Rechner, um Bereich und Auflösung zwischen der Wellenlänge in nm und dem Raman-shift in cm-1 umzurechnen.
Was ist ein Raman-shift?
Wenn monochromatisches Laserlicht eine Probe beleuchtet, werden die meisten Photon ohne Energieänderung gestreut. Dieser Prozess wird als Rayleigh-Streuung bezeichnet. Ein kleiner Bruchteil der Photon interagiert mit molekularen Vibrationen und tritt mit leicht unterschiedlichen Energien aus. Diese Energiedifferenzen bilden die Grundlage der Raman-Spektroskopie.
Da die Photonenergie gemäß folgender Gleichung mit der Wellenlänge zusammenhängt:
| E = | hc |
| λ |
wobei h das Plancksche Wirkungsquantum, c die Lichtgeschwindigkeit und λ die Wellenlänge ist, entsprechen selbst kleine Wellenlängendifferenzen messbaren Schwingungsenergieänderungen.
Anstatt die gestreute Wellenlänge direkt anzuzeigen, werden Raman-Spektren normalerweise als Raman-shift in Einheiten von cm⁻¹ aufgetragen. Dieser Shift stellt die Differenz zwischen der Wellenzahl des Lasers und der Wellenzahl des gestreuten Lichts dar.
Das Ergebnis ist eine universelle Schwingungsskala, die den direkten Vergleich von Spektren ermöglicht, die mit Anregungslasern von 532 nm, 633 nm, 785 nm, 830 nm oder 1064 nm aufgenommen wurden.
Raman-shift Formeln
Der Raman-shift Δω lässt sich aus der Anregungslaserwellenlänge λlaser und der gemessenen Streuwellenlänge λ nach folgender Formel berechnen:
| Δω [cm-1] = 107 ( | 1 | – | 1 | ) ; λ [nm] |
| λlaser | λ |
Die Raman-Auflösung δω kann aus der spektralen Wellenlängenauflösung δλ und der gemessenen Streuwellenlänge λ wie folgt berechnet werden:
| δω [cm-1] ≈ 107 | δλ | ; λ [nm] |
| λ2 |
Zur Berechnung der Wellenlänge und Aufläsung in nm aus dem Raman-shift und der Aufläsung in cm-1 können die folgenden Formeln verwendet werden:
| λ [nm] = 1 / ( | 1 | – | Δω | ) ; Δω [cm-1] |
| λlaser | 107 |
| δλ [nm] ≈ | δωλ2 | ; Δω [cm-1] |
| 107 |
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